JP2016504238A - Tire overlay composition - Google Patents
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Abstract
オーバーレイプライを含むタイヤであって、(i)オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、少なくとも2g/dtexのテナシティ、少なくとも10g/dtexのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして(ii)タイヤのクラウン中のオーバーレイの部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、タイヤ。A tire comprising an overlay ply, wherein (i) the shoulder portion of the overlay comprises an elastomer and polymeric or non-polymeric reinforcing short fibers present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer; The short fibers have a tenacity of at least 2 g / dtex, a modulus of at least 10 g / dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are substantially parallel to each other with a controlled orientation angle in the overlay. And the orientation is selected such that it will reduce tire noise, and (ii) the portion of the overlay in the crown of the tire is a continuous filament polymer fiber or a continuous metal strand or combinations thereof The cord includes a circumferential direction around the tire We are not aligned, tire.
Description
本発明は、タイヤ騒音を低減するタイヤオーバーレイ組成物に関する。 The present invention relates to a tire overlay composition that reduces tire noise.
乗用車およびトラックのタイヤ性能の改善に対する必要性が引き続き存在する。重要な性能属性には、騒音、操縦性、耐摩耗性、転がり抵抗、および乗心地が含まれる。タイヤ会社は自動車およびトラックのタイヤから発せられる騒音を低減しようと努めていることから、タイヤ騒音の低減は、業界の焦点となりつつある。例えば、欧州連合は、タイヤからの通過騒音を著しく低減するための法制を整備しつつある。 There continues to be a need for improved passenger car and truck tire performance. Important performance attributes include noise, maneuverability, wear resistance, rolling resistance, and ride comfort. As tire companies strive to reduce the noise emitted from automobile and truck tires, the reduction of tire noise is becoming the focus of the industry. For example, the European Union is developing legislation to significantly reduce the passing noise from tires.
特定の繊維が、高性能タイヤ製造において利用されてきた。米国特許出願公開第2002/0069948号明細書は、タイヤ表面に対して概ね垂直な角度での短繊維の使用を教示している。これらの構成の目的は、操縦性および/または加速性の改善であると言われている。米国特許出願公開第2007/0221303号明細書は、トレッドの方向剛性を高める構成において短繊維を利用する。これらの繊維は、トレッドの長手方向の円周方向に対してやや垂直に整列させられると言われている。米国特許第4,871,004号明細書は、短い不連続のフィブリル化されたアラミド繊維をゴム中に分散させた、アラミド補強エラストマーを開示している。この特許に開示された配置は、横方向(軸方向または円周方向)の剛性およびモジュラスを最大化すると言われている。しかしながら、これらの配置が騒音低減のために有益であるとは教示されていない。 Certain fibers have been utilized in high performance tire manufacturing. US 2002/0069948 teaches the use of short fibers at an angle generally perpendicular to the tire surface. The purpose of these configurations is said to be improved maneuverability and / or acceleration. US 2007/0221303 utilizes short fibers in a configuration that increases the directional stiffness of the tread. These fibers are said to be aligned slightly perpendicular to the circumferential direction of the tread length. U.S. Pat. No. 4,871,004 discloses an aramid reinforced elastomer in which short, discontinuous fibrillated aramid fibers are dispersed in rubber. The arrangement disclosed in this patent is said to maximize lateral (axial or circumferential) stiffness and modulus. However, these arrangements are not taught to be beneficial for noise reduction.
米国特許出願公開第2010/0236695号明細書は、硬化エラストマーとエラストマー100重量部当たり0.1〜10部の繊維とを含む複合トレッドブロックを有するタイヤに関し、当該繊維は1dtex当たり少なくとも6グラムのテナシティおよび1dtex当たり少なくとも200グラムのモジュラスを有するものとして特徴付けられる。前記繊維の大部分(major portion)は、道路表面と接触するタイヤトレッドから生じる騒音が低減されることとなるような方向に配向させられている。 US 2010/0236695 relates to a tire having a composite tread block comprising a cured elastomer and 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts by weight of elastomer, the fiber being at least 6 grams of tenacity per dtex. And having a modulus of at least 200 grams per dtex. The major portion of the fibers is oriented in a direction that will reduce the noise generated by the tire tread in contact with the road surface.
本発明は、オーバーレイプライを含むタイヤであって、
(i)オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
(ii)タイヤのクラウン中のオーバーレイの部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤに関する。
The present invention is a tire including an overlay ply,
(I) The shoulder portion of the overlay comprises an elastomer and a polymeric or non-polymeric reinforcing short fiber present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer, wherein the short fiber is at least 2 per dtex. Tensity of grams, a modulus of at least 10 grams per dtex, and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are aligned substantially parallel to each other at a controlled orientation angle in the overlay, the orientation Is selected such that it will reduce tire noise, and (ii) the portion of the overlay in the crown of the tire includes cords of continuous filament polymer fibers or continuous metal strands or combinations thereof, Are circumferentially aligned around the tire
Regarding tires.
本発明はさらに、オーバーレイを含むタイヤであって、
(i)タイヤのクラウン部分中のオーバーレイは、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
(ii)タイヤのオーバーレイのショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤに関する。
The present invention further includes a tire including an overlay,
(I) The overlay in the crown portion of the tire comprises an elastomer and a polymeric or non-polymeric reinforcing short fiber present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer, the short fiber being 1 dtex. Having a tenacity of at least 2 grams per d, a modulus of at least 10 grams per dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are aligned substantially parallel to each other in a controlled orientation angle within the overlay The orientation is selected such that it will reduce tire noise, and (ii) the shoulder portion of the tire overlay comprises cords of continuous filament polymer fibers or continuous metal strands or combinations thereof, The cord is aligned circumferentially around the tire It is,
Regarding tires.
車両のタイヤの騒音は多くの源から発生する。図1は、この騒音が如何にして発生するかを説明する際、および本明細書で使用される方向を定義するのに有用である。図1は、トレッドブロック11を有するタイヤを10として一般的に示し、さらにこのタイヤに関する主要座標軸を示している。円周方向は、進行方向すなわちXである。子午線方向はYとして示され、半径方向はZとして示される。子午線方向は、場合によっては軸方向または横方向と称される。空間的関係を明確にするために述べると、道路表面はXY平面にある。タイヤはまた、トレッドブロック11に支持を提供するサブトレッドと呼ばれる構成要素を、トレッドの直下において使用する。サブトレッドは、トレッドブロックと、オーバーレイ(キャッププライとも呼ばれる)、ベルトまたはブレーカーのいずれかである第1の補強層との間にある。
Vehicle tire noise comes from many sources. FIG. 1 is useful in explaining how this noise is generated and for defining the direction used herein. FIG. 1 generally shows a tire having a
図2において20として一般的に示されているのは、サイドウォール部分21およびクラウン部分22の2つの主要部分を含むタイヤ断面である。タイヤサイドウォールは、タイヤビード23からトレッド29までの領域である。「クラウン」とは、タイヤトレッド幅限界内のタイヤ部分を意味する。タイヤショルダー21aおよび21bは、トレッド端の真下のサイドウォール上部である。ビード23は、リムフランジ上にタイヤが位置するところに設置される。ビードは、非伸張性の環状物にされた高張力鋼線からなる。ビードは、プライを固定しかつホイールのリム上に集成体を保持する働きをする。ビードの形状または輪郭は、リム上でタイヤが搖動または滑動するのを防ぐようにホイールのフランジと合致する。カーカスコード24は、タイヤに強度および耐荷力を付与する。「カーカス」とは、プライ上のベルト構造物、トレッド、アンダートレッド、およびサイドウォールゴムを除くがビードを含むタイヤ構造物を意味する。カーカスは、場合によってはケースと呼ばれる。カーカスコードは、それらをビードワイヤー23の周りに巻くことにより固定される。図2には、ホイールリム25も示されている。「トレッド」とは、タイヤが標準的に膨らまされて標準荷重下にあるときに道路と接触するタイヤの部分を意味する。「ベルト」は、タイヤクラウン中のトレッドのすぐ下にある、タイヤコード材料の狭い層である。トラックタイヤにおいては、ベルトは一般的にブレーカーと呼ばれる。オーバーレイ26は、タイヤ鋼ベルト18の外向き面とタイヤトレッド29の下との間に設置される補強層である。従来オーバーレイは、タイヤの円周方向に伸びる連続フィラメントコードを含む。
In FIG. 2, generally indicated as 20 is a tire cross section including two main portions, a
本発明の第1の実施形態は、オーバーレイを含むタイヤであって、
(i)オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在する補強用ポリマー短繊維とを含み、当該短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤトレッド騒音を減少させることとなるように選択され、そして
(ii)クラウン中のタイヤオーバーレイ部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤである。
A first embodiment of the present invention is a tire including an overlay,
(I) The shoulder portion of the overlay comprises an elastomer and reinforcing polymer staple fibers present in an amount of 0.1 to 10 parts fiber per 100 parts elastomer, wherein the staple fibers are at least 2 grams tenacity per dtex; Having a modulus of at least 10 grams per dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are aligned substantially parallel to each other at a controlled orientation angle in the overlay, the orientation being Selected to reduce tire tread noise, and (ii) the tire overlay portion in the crown includes cords of continuous filament polymer fibers or continuous metal strands or combinations thereof, the cords surrounding the tire Are aligned in the circumferential direction,
Tire.
図3は、この第1の実施形態を描写するものであり、カーカス24およびベルト18を含むタイヤ部分を30として一般的に示す。ベルトの上にオーバーレイがある。タイヤショルダー領域21aにおいて、オーバーレイは、エラストマーおよび補強用ポリマー短繊維31を含む。クラウン領域においては、オーバーレイは、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコード32を含む。短繊維は、純粋に例示目的のために子午線方向に配向させられているものとして示されていることに留意されたい。
FIG. 3 depicts this first embodiment, generally designated 30 as the tire portion including the
本発明の第2の実施形態は、オーバーレイを含むタイヤであって、
(i)タイヤクラウン部分オーバーレイは、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜8部の繊維の量で存在する補強用ポリマー短繊維とを含み、当該短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ当該繊維は、オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤトレッド騒音を減少させることとなるように選択され、そして
(ii)タイヤオーバーレイショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、当該コードは、タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤである。
A second embodiment of the present invention is a tire including an overlay,
(I) the tire crown partial overlay comprises an elastomer and reinforcing polymeric staple fibers present in an amount of 0.1 to 8 parts fiber per 100 parts elastomer, wherein the staple fibers are at least 2 grams tenacity per dtex; Having a modulus of at least 10 grams per dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are aligned substantially parallel to each other at a controlled orientation angle in the overlay, the orientation being And (ii) the tire overlay shoulder portion includes cords of continuous filament polymer fibers or continuous metal strands or combinations thereof, the cords being circular around the tire Aligned in the circumferential direction,
Tire.
図4は、第2の実施形態を描写するものであり、カーカス24およびベルト18を含むタイヤ部分を40として一般的に示す。ベルトの上にオーバーレイがある。タイヤショルダー領域21aにおいて、オーバーレイは、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコード32を含む。タイヤクラウン領域においては、オーバーレイは、エラストマーおよび補強用ポリマー短繊維31を含む。
FIG. 4 depicts a second embodiment, generally designated as 40 by the tire portion including the
図5は、本発明の第3の実施形態を描写するものであり、オーバーレイを含むタイヤ部分を50として一般的に示す。当該オーバーレイにおいては、オーバーレイショルダー部分21aおよびオーバーレイクラウン部分は両方とも、エラストマーと補強用ポリマー短繊維31との混合物と、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコード32とを含む。
FIG. 5 depicts a third embodiment of the present invention, generally designated as 50, the tire portion including the overlay. In the overlay, both the overlay shoulder portion 21a and the overlay crown portion include a mixture of elastomer and reinforcing
図6は、本発明の第4の実施形態を描写するものであり、タイヤの断面を60として一般的に示す。オーバーレイの一方の半分、すなわち第1の半分(H1)は、ショルダー部分21aaおよびクラウン部分63aaを含む。オーバーレイの第1の半分はさらに、エラストマーおよび補強用ポリマー短繊維31を含む。オーバーレイの他方の半分、すなわち第2の半分(H2)は、ショルダー部分21abおよびクラウン部分63abを含む。オーバーレイの第2の半分はさらに、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせ32を含む。H1およびH2の位置は、車両に設置された時にタイヤの内側になるかまたは外側になるかに関して相互交換可能である。
FIG. 6 depicts a fourth embodiment of the present invention, generally indicated as a tire cross section at 60. One half of the overlay, the first half (H1), includes a shoulder portion 21aa and a crown portion 63aa. The first half of the overlay further includes elastomeric and reinforcing
さらに別の実施形態において、タイヤオーバーレイプライは、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、当該短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ当該繊維はオーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、当該配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択される。当該オーバーレイ中には、連続フィラメントポリマー繊維も連続金属ストランドも存在しない。 In yet another embodiment, the tire overlay ply includes an elastomer and a polymeric or non-polymeric reinforcing short fiber present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer, wherein the short fiber is 1 dtex. Having a tenacity of at least 2 grams per d, a modulus of at least 10 grams per dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are aligned substantially parallel to each other at a controlled orientation angle in the overlay; The orientation is selected so that it will reduce tire noise. There are no continuous filament polymer fibers or continuous metal strands in the overlay.
短繊維または連続繊維を含むエラストマー部分は、1つの部品から、または当該部分の幅にわたってもしくは当該部分の厚さを通してのいずれかで互いに隣接して位置決めされる複数の部品から形成され得る。 The elastomeric part comprising short fibers or continuous fibers can be formed from one part or from a plurality of parts positioned adjacent to each other either across the width of the part or through the thickness of the part.
短繊維
エラストマー中の短繊維が、オーバーレイの一構成要素を構成する。短繊維を含むオーバーレイ中の層の短繊維配向および平面配置の慎重な選択により、特定の騒音低減課題に対処するようにオーバーレイ設計をカスタマイズすることが可能である。一部のタイヤ構成において、繊維は、オーバーレイ内において子午線方向に実質的に整列させられている。特定のタイヤにおいて、短繊維は、実質的に円周方向に互いに実質的に整列させられている。特定のタイヤにおいて、短繊維は、実質的に半径方向に互いに実質的に整列させられている。実質的にとは、層内の短繊維の50%超が、一方向に配向させられていることを意味する。より好ましくは、層内の短繊維の70%超が、一方向に配向させられている。最も好ましくは、層内の短繊維の85%超が、一方向に配向させられている。整列させられているまたは配向させられているとは、繊維の長寸法が整列方向に配向させられることとなるように繊維が配置されていることを意味する。この繊維整列は、短繊維を含むタイヤオーバーレイ領域に異方性機械的剛性特性を付与する。一部の実施形態において、短繊維の長さは0.1〜8mmであり、他の実施形態において、それは0.1〜3mmである。
Short fibers Short fibers in the elastomer constitute one component of the overlay. By careful selection of the short fiber orientation and planar arrangement of the layers in the overlay containing short fibers, it is possible to customize the overlay design to address specific noise reduction challenges. In some tire configurations, the fibers are substantially aligned in the meridian direction within the overlay. In certain tires, the short fibers are substantially aligned with one another substantially circumferentially. In certain tires, the short fibers are substantially aligned with one another in a substantially radial direction. By substantially is meant that more than 50% of the short fibers in the layer are oriented in one direction. More preferably, more than 70% of the short fibers in the layer are oriented in one direction. Most preferably, more than 85% of the short fibers in the layer are oriented in one direction. Aligned or oriented means that the fibers are arranged such that the long dimension of the fibers will be oriented in the alignment direction. This fiber alignment imparts anisotropic mechanical stiffness properties to the tire overlay region containing short fibers. In some embodiments, the length of the short fiber is 0.1-8 mm, and in other embodiments it is 0.1-3 mm.
整列させられた繊維を含有するオーバーレイ層はまた、異なる平面配置で配向させられ得る。例えば、図7は、オーバーレイ層のXY平面配向を描写している。これらの層は、子午線方向(Y)に配向させられた繊維、円周方向(X)に配向させられた繊維、または子午線方向(Y)および円周方向(X)の配向の間を交互に繰り返すように配置された繊維を含有し得るであろう。繊維配向は、同様に、図8に描写されるような異なる平面配向を有するオーバーレイ層の異なる部分について異なり得、特に、2つの補強方向を含み得るであろう。例えば、XZ平面において、繊維は、円周方向(X)または半径方向(Z)であり得るであろうが、XY平面においては、繊維は円周方向(X)または子午線方向(Y)であり得るであろう。YZ平面(図示していない)においては、繊維は子午線方向(Y)または半径方向(Z)であり得るであろう。例えば、オーバーレイ中で子午線方向および円周方向に配向させられた繊維ならびにオーバーレイ内において半径方向に配向させられた繊維は、騒音を低減することにおいて非常に有効であることが分かっている。他方において、オーバーレイ内において繊維を円周方向に配向させることは最も容易になし得るが、騒音低減においてより小さい相対利益を提供し得る。これらの2つの状況の間において、オーバーレイ構造物中で多くの可能な繊維配向が存在する。例えば、図8をさらに参照すると、オーバーレイのXZ平面内の繊維は、円周方向(X)と半径方向(Z)との間において何らかの角度で配向させられ得るであろう。同様に、オーバーレイのXY平面内の繊維は、円周方向(X)と子午線方向(Y)との間において何らかの角度で配向させられ得るであろう。押出ダイを含む機械設備および製造システムの適切な選択が、各サブトレッドの押出形材中に所望の繊維配向を結果としてもたらすであろう。 Overlay layers containing aligned fibers can also be oriented in different planar configurations. For example, FIG. 7 depicts the XY planar orientation of the overlay layer. These layers are fibers oriented in the meridian direction (Y), fibers oriented in the circumferential direction (X), or alternately between meridian (Y) and circumferential (X) orientations. It could contain fibers arranged to repeat. The fiber orientation may also be different for different portions of the overlay layer having different planar orientations as depicted in FIG. 8, and in particular may include two reinforcement directions. For example, in the XZ plane, the fibers could be circumferential (X) or radial (Z), whereas in the XY plane, the fibers are circumferential (X) or meridian (Y) You will get. In the YZ plane (not shown), the fibers could be in the meridian direction (Y) or radial direction (Z). For example, meridian and circumferentially oriented fibers in the overlay and fibers oriented radially in the overlay have been found to be very effective in reducing noise. On the other hand, orienting the fibers circumferentially within the overlay can be most easily accomplished, but may provide a smaller relative benefit in noise reduction. There are many possible fiber orientations in the overlay structure between these two situations. For example, with further reference to FIG. 8, fibers in the XZ plane of the overlay could be oriented at some angle between the circumferential direction (X) and the radial direction (Z). Similarly, the fibers in the XY plane of the overlay could be oriented at some angle between the circumferential direction (X) and the meridian direction (Y). Appropriate selection of machinery and manufacturing systems, including extrusion dies, will result in the desired fiber orientation in each subtread extrusion profile.
XY、YZ、またはXZ平面内の層中の繊維配向は、直交することが好ましいが、繊維はまた、円周方向、子午線方向または半径方向のいずれかに対して5〜85度の間の角度で直交せずに整列させられ得る。より好ましくは、繊維は、15〜70度の間の角度で整列させられる。そのようなバイアス角配向は、2方向にエラストマーシートを圧延することにより達成され得る。 The fiber orientation in the layers in the XY, YZ, or XZ plane is preferably orthogonal, but the fibers are also angled between 5 and 85 degrees with respect to either the circumferential, meridian or radial direction. Can be aligned without being orthogonal. More preferably, the fibers are aligned at an angle between 15 and 70 degrees. Such bias angle orientation can be achieved by rolling the elastomer sheet in two directions.
本発明の別の態様は、本明細書に記載される複合オーバーレイを製造するための方法に関し、当該方法は、エラストマーと補強用繊維との混合物を圧延または押出しすることにより1つ以上の層を製造する工程を含む。一部の実施形態において、当該方法は、複数の層を統合する工程をさらに含む。 Another aspect of the invention relates to a method for making a composite overlay as described herein, the method comprising rolling one or more layers by rolling or extruding a mixture of elastomer and reinforcing fibers. The manufacturing process is included. In some embodiments, the method further comprises integrating multiple layers.
したがって、エラストマー中の繊維の制御された配向が存在する本発明は、無作為または等方性の補強を示すカーボンブラックまたは他の微粒子によって補強されたゴム配合物とは異なるものである。短繊維補強は、短繊維、フロックまたはパルプを用いて加えられる。一部の実施形態においては、短繊維またはパルプのモジュラスが高ければ高いほど、得られる性能はより良好である。したがって、アラミド繊維およびパルプなどの高モジュラス繊維が、オーバーレイの平面内に有利に配置され得る。しかしながら、アラミドに加えて、子午線方向のオーバーレイ剛性を高める任意の短繊維またはパルプが、ある程度まで機能するであろうということに留意されたい。例示的な短繊維としては、芳香族ポリアミド、芳香族コポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアゾール、およびそれらの混合物などのポリマーから作製されるものが挙げられる。そのような繊維は、繊維の配合中に直接使用されてもよいし、繊維がエラストマーの一部と予めブレンドされて濃縮物とされたプレミックスまたはマスターバッチとして添加されてもよい。 Thus, the present invention in which there is a controlled orientation of fibers in the elastomer is different from rubber compounds reinforced with carbon black or other particulates that exhibit random or isotropic reinforcement. Short fiber reinforcement is added using short fibers, floc or pulp. In some embodiments, the higher the short fiber or pulp modulus, the better the resulting performance. Thus, high modulus fibers such as aramid fibers and pulp can be advantageously placed in the plane of the overlay. However, it should be noted that in addition to aramid, any short fiber or pulp that increases the meridian overlay stiffness will function to some extent. Exemplary short fibers include those made from polymers such as aromatic polyamides, aromatic copolyamides, aliphatic polyamides, polyesters, polyolefins, polyazoles, and mixtures thereof. Such fibers may be used directly during fiber compounding, or may be added as a premix or masterbatch in which the fibers are pre-blended with a portion of the elastomer to form a concentrate.
本発明のタイヤオーバーレイは、エラストマー100重量部当たり0.1〜10部(phr)の短繊維、フロック、またはパルプを有する硬化エラストマーを含む。一部の実施形態において、短繊維含有量は、1〜8phrまたはさらには2〜6phrである。当該繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティおよび1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスを有する。一部の実施形態において、当該繊維は、1dtex当たり500〜1100グラムのテナシティを有する。短繊維は、フロック、パルプ、および他の切り刻まれた繊維形態を形成するための連続繊維から製造され得、本明細書において述べられる場合、別段の言及がない限り、これらの形態のいずれもが繊維として見なされ得る。一部の繊維は、5〜10,000、より好ましくは10〜5000の長さ対直径比を有する。本発明に関して本明細書において述べられる場合、15マイクロメートル未満の直径を有する短繊維には、フロックとして知られるパルプおよび繊維が含まれる。フロックは、連続繊維を、約0.1〜8ミリメートル、より好ましくは約0.1〜6ミリメートルの短い長さに切断することにより作製される。そのような繊維の製造は、当業者にはよく知られている。これらの繊維のいくつか(接着促進剤がコーティングされたものを含む)は、市販されている。 The tire overlay of the present invention comprises a cured elastomer having 0.1 to 10 parts (phr) of short fibers, flocks, or pulp per 100 parts by weight of elastomer. In some embodiments, the short fiber content is 1-8 phr or even 2-6 phr. The fiber has a tenacity of at least 2 grams per dtex and a modulus of at least 10 grams per dtex. In some embodiments, the fiber has a tenacity of 500-1100 grams per dtex. Short fibers can be made from continuous fibers to form floc, pulp, and other chopped fiber forms, and as described herein, any of these forms, unless stated otherwise It can be regarded as a fiber. Some fibers have a length to diameter ratio of 5 to 10,000, more preferably 10 to 5000. As described herein with respect to the present invention, staple fibers having a diameter of less than 15 micrometers include pulp and fibers known as floc. Flock is made by cutting continuous fibers to a short length of about 0.1 to 8 millimeters, more preferably about 0.1 to 6 millimeters. The production of such fibers is well known to those skilled in the art. Some of these fibers, including those coated with adhesion promoters, are commercially available.
本発明において使用される一部の繊維は、パルプの形態にある。パルプは、場合によってはより長い繊維を切り刻むことにより製造される、フィブリル化繊維を含む。アラミドパルプは、例えば、アラミド繊維を精製することにより作製され得、一部の実施形態においては平均長さが約0.1〜4ミリメートルである約8ミリメートルまでの長さ分布を有する。市販のアラミドパルプとしては、E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington DE,(DuPont)からのKevlar(登録商標)パルプ、およびTeijin(商標)Twaron(登録商標)パルプが挙げられる。マイクロパルプとして知られるパルプの別の形態は、米国特許出願公開第2003/0114641号明細書に従って製造され得る。短繊維はまた、金属またはセラミックのものであり得る。 Some fibers used in the present invention are in the form of pulp. Pulp contains fibrillated fibers, sometimes made by chopping longer fibers. Aramid pulp can be made, for example, by refining aramid fibers, and in some embodiments has a length distribution up to about 8 millimeters with an average length of about 0.1 to 4 millimeters. Commercially available aramid pulp includes E.I. I. Kevlar (R) pulp from du Pont de Nemours and Company, Wilmington DE, (DuPont), and Teijin (TM) Twaron (R) pulp. Another form of pulp known as micropulp can be produced according to US 2003/0114641. Short fibers can also be of metal or ceramic.
コード
オーバーレイのショルダー部分および/またはクラウン部分はまた、オーバーレイ構造物の第2の構成要素としてコードを含有する。当該コードは、連続ポリマーフィラメント、金属ワイヤーストランドまたはその両方を含み得る。本明細書で使用される場合、「フィラメント」とは、比較的柔軟な、巨視的に均一な物体であって、長さとその物体の長さに垂直なその物体の断面領域を横切る幅との高い比を有する物体を意味する。本明細書において、用語「繊維」は、用語「フィラメント」と相互交換可能に使用される。コードは、単一のポリマーフィラメントもしくはワイヤーストランドまたは複数のポリマーフィラメントもしくはワイヤーストランドであり得る。一部の実施形態においては、2つ以上のコードが、マージコードを形成するために撚り合わされ得る。マージコードは、場合によってはケーブルコードまたはハイブリッドコードと称される。マージコードの例は、米国特許第5,551,498号明細書;同第4,176,705号明細書;同第4,807,680号明細書;および同第4,878,343号明細書;ならびに米国特許出願公開第2009/0159171号明細書によって例示されている。当該コードは、タイヤの周りに円周方向に配置される。
The shoulder portion and / or crown portion of the cord overlay also contains the cord as the second component of the overlay structure. The cord can include continuous polymer filaments, metal wire strands, or both. As used herein, a “filament” is a relatively soft, macroscopically uniform object having a length and a width across the cross-sectional area of the object perpendicular to the length of the object. Means an object with a high ratio. In this specification, the term “fiber” is used interchangeably with the term “filament”. The cord can be a single polymer filament or wire strand or a plurality of polymer filaments or wire strands. In some embodiments, two or more cords can be twisted together to form a merge cord. The merge code is sometimes referred to as a cable code or a hybrid code. Examples of merge codes are US Pat. Nos. 5,551,498; 4,176,705; 4,807,680; and 4,878,343. As well as U.S. Patent Application Publication No. 2009/0159171. The cord is arranged circumferentially around the tire.
好ましい金属ワイヤーは鋼である。典型的な鋼組成は、0.60%〜1.1%の炭素含有量、0.20〜0.90%の範囲のマンガン含有量および0.10〜0.90%の範囲のケイ素含有量を含む。他の元素(例えば、硫黄、リン、クロム、ホウ素、コバルト、ニッケルおよびバナジウム)は、それぞれ0.5%より低いレベルで存在し得る。 A preferred metal wire is steel. Typical steel compositions have a carbon content of 0.60% to 1.1%, a manganese content in the range of 0.20 to 0.90% and a silicon content in the range of 0.10 to 0.90%. including. Other elements (eg, sulfur, phosphorus, chromium, boron, cobalt, nickel and vanadium) may each be present at levels below 0.5%.
鋼ワイヤーは、1つ以上の対称軸を含む断面を有し得る。例えば、楕円または矩形の断面は、2つの対称軸を有しており、三角形の断面は、3つの対称軸を有している。好ましい実施形態において、鋼ワイヤー断面は、円形または実質的に円形である。 The steel wire may have a cross section that includes one or more axes of symmetry. For example, an elliptical or rectangular cross section has two symmetry axes, and a triangular cross section has three symmetry axes. In preferred embodiments, the steel wire cross-section is circular or substantially circular.
一部の実施形態において、ワイヤーの主要断面寸法は、0.04mm〜1.1mmの範囲内にあり、より好ましくは0.07mm〜0.60mmである。この寸法は、円形断面の場合には、直径である。ワイヤーには、典型的に、ゴムに対する親和力を付与するコーティングが設けられている。そのようなコーティングには、ゴム中の硫黄原子と反応し得るもの(例えば、銅、亜鉛およびそのような金属の合金(例えば、真鍮))が含まれる。好ましい実施形態において、ポリアミド糸がハイブリッドコードの外面を構成する場合は亜鉛がコーティング基材として使用され、その他の場合は真鍮が好ましいコーティング材料である。 In some embodiments, the major cross-sectional dimension of the wire is in the range of 0.04 mm to 1.1 mm, more preferably 0.07 mm to 0.60 mm. This dimension is the diameter in the case of a circular cross section. The wire is typically provided with a coating that provides an affinity for rubber. Such coatings include those that can react with sulfur atoms in the rubber (eg, copper, zinc and alloys of such metals (eg, brass)). In a preferred embodiment, zinc is used as the coating substrate when the polyamide yarn constitutes the outer surface of the hybrid cord, and brass is the preferred coating material otherwise.
短繊維または連続繊維を含むエラストマー構成要素は、1つの部品から、または互いに隣接して位置決めされる複数の部品から形成され得る。 Elastomeric components including short fibers or continuous fibers can be formed from one part or from multiple parts positioned adjacent to each other.
繊維ポリマー
エラストマー構成要素の短繊維およびコード構成要素の連続フィラメントにおいて使用されるポリマー材料は、高強度繊維をもたらす任意のポリマーから作製され得る。好適なポリマー材料は、芳香族ポリアミド、芳香族コポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアゾール、およびそれらの混合物である。好適な非ポリマー材料は、ガラス繊維、炭素繊維およびセルロース系繊維である。一部の繊維はナノチューブの形態にあり得る。単層および多層ナノチューブの両方が好適である。好ましい芳香族ポリアミドは、パラ−アラミドである。ポリマーがポリアミドである場合、一部の実施形態においてはアラミドが好ましい。用語「アラミド」とは、アミド(−CONH−)結合の少なくとも85%が2つの芳香族環に直接連結しているポリアミドを意味する。好適なアラミド繊維としては、いずれもTeijin Aramidから入手可能なTwaron(登録商標)、Sulfron(登録商標)、Technora(登録商標)、Kolon Industries Inc.からのHeracon(商標)またはDuPontから入手可能なKevlar(登録商標)が挙げられる。アラミド繊維は、Man−Made Fibres−Science and Technology,Volume 2,Section titled Fibre−Forming Aromatic Polyamides,page 297,W.Black et al.,Interscience Publishers,1968に記載されている。アラミド繊維およびそれらの製造は、米国特許第3,767,756号明細書;同第4,172,938号明細書;同第3,869,429号明細書;同第3,869,430号明細書;同第3,819,587号明細書;同第3,673,143号明細書;同第3,354,127号明細書;および同第3,094,511号明細書にも開示されている。
Fiber Polymers The polymeric material used in the elastomer component short fibers and cord component continuous filaments can be made from any polymer that results in high strength fibers. Suitable polymeric materials are aromatic polyamides, aromatic copolyamides, aliphatic polyamides, polyesters, polyolefins, polyazoles, and mixtures thereof. Suitable non-polymeric materials are glass fibers, carbon fibers and cellulosic fibers. Some fibers may be in the form of nanotubes. Both single-walled and multi-walled nanotubes are suitable. A preferred aromatic polyamide is para-aramid. When the polymer is a polyamide, aramid is preferred in some embodiments. The term “aramid” refers to a polyamide in which at least 85% of the amide (—CONH—) bonds are directly linked to two aromatic rings. Suitable aramid fibers include Twaron (R), Sulfron (R), Technologya (R), Kolon Industries Inc., all available from Teijin Aramid. Heracon (TM) from or Kevlar (R) available from DuPont. Aramid fibers are available from Man-Made Fibers-Science and Technology, Volume 2, Section titrated Fiber-Forming Aromatic Polymers, page 297, W. et al. Black et al. , Interscience Publishers, 1968. Aramid fibers and their production are described in U.S. Pat. Nos. 3,767,756; 4,172,938; 3,869,429; 3,869,430. Also disclosed in US Pat. No. 3,819,587; US Pat. No. 3,673,143; US Pat. No. 3,354,127; and US Pat. No. 3,094,511. Has been.
一部の実施形態において、好ましいアラミドは、パラ−アラミドである。1つの好ましいパラ−アラミドは、PPD−Tと呼ばれるポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)である。PPD−Tとは、p−フェニレンジアミンとテレフタロイルクロリドとのモル対モル(mole−for−mole)重合の結果として生じるホモポリマーを意味し、さらに、p−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンを組み込むことおよびテレフタロイルクロリドと共に少量の他の二酸塩化物を組み込むことの結果として生じるコポリマーをも意味する。原則として、他のジアミンおよび他の二酸塩化物は、他のジアミンおよび二酸塩化物が重合反応を妨げる反応基を何ら有さないものであるという条件でのみ、p−フェニレンジアミンまたはテレフタロイルクロリドの約10モルパーセントほどまでの量で、または恐らくはそれよりも僅かに多い量で使用され得る。PPD−Tはまた、他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸塩化物(例えば、2,6−ナフタロイルクロリドまたはクロロもしくはジクロロテレフタロイルクロリドまたは3,4’−ジアミノジフェニルエーテルなど)の組み込みの結果として生じるコポリマーをも意味する。 In some embodiments, the preferred aramid is para-aramid. One preferred para-aramid is poly (p-phenylene terephthalamide) called PPD-T. PPD-T means a homopolymer resulting from a mole-for-mole polymerization of p-phenylenediamine and terephthaloyl chloride, and in addition to p-phenylenediamine, a small amount of other diamines. And copolymers resulting from incorporating small amounts of other diacid chlorides with terephthaloyl chloride. As a general rule, other diamines and other diacid chlorides can only be prepared using p-phenylenediamine or terephthalodies, provided that the other diamines and diacid chlorides do not have any reactive groups that interfere with the polymerization reaction. It can be used in amounts up to about 10 mole percent of yl chloride, or perhaps slightly more. PPD-T also incorporates other aromatic diamines and other aromatic diacid chlorides such as 2,6-naphthaloyl chloride or chloro or dichloroterephthaloyl chloride or 3,4'-diaminodiphenyl ether. Also means the resulting copolymer.
アラミドと共に添加剤が使用され得、10重量%以上ほどまでの他のポリマー材料がアラミドとブレンドされ得ることが見出された。アラミドのジアミンの代わりに10パーセント以上ほどの他のジアミンを有するコポリマー、またはアラミドの二酸塩化物の代わりに10パーセント以上ほどの他の二酸塩化物を有するコポリマーが使用され得る。 It has been found that additives can be used with aramids and up to as much as 10% by weight or more of other polymeric materials can be blended with aramids. Copolymers having about 10 percent or more other diamines instead of aramid diamines, or copolymers having about 10 percent or more other diacid chlorides instead of aramid diacid chlorides can be used.
ポリマーがポリオレフィンである場合、一部の実施形態においてはポリエチレンまたはポリプロピレンが好ましい。ポリオレフィン繊維は、繊維およびエラストマーを配合するため、配合物を圧延または押出しするため、または配合物をタイヤ集成体において硬化させるために必要とされる加工温度がポリオレフィンの融点未満である場合にのみ使用され得る。用語「ポリエチレン」とは、好ましくは100万を超える分子量の主として線状のポリエチレン材料を意味し、当該ポリエチレン材料は、主鎖炭素原子100個当たり5個の変性単位を超えない少量の鎖分岐またはコモノマーを含有し得、さらにまた、約50重量パーセント以下の1種以上のポリマー添加剤(例えば、アルケン−1−ポリマー、特に、低密度ポリエチレン、プロピレンなど)または低分子量添加剤(例えば、一般的に組み込まれる酸化防止剤、滑剤、紫外線遮断剤、着色剤など)を当該ポリエチレン材料と混合して含有し得る。そのようなポリエチレンは、長鎖ポリエチレン(extended chain polyethylene:ECPE)または超高分子量ポリエチレン(ultra high molecular weight polyethylene:UHMWPE)として一般的に知られている。ポリエチレン繊維の調製は、米国特許第4,478,083号明細書、同第4,228,118号明細書、同第4,276,348号明細書および同第4,344,908号明細書で扱われている。高分子量線状ポリオレフィン繊維は市販されている。ポリオレフィン繊維の調製は、米国特許第4,457,985号明細書で扱われている。 When the polymer is a polyolefin, polyethylene or polypropylene is preferred in some embodiments. Polyolefin fibers are used only when the processing temperature required to compound the fiber and elastomer, to roll or extrude the compound, or to cure the compound in the tire assembly is below the melting point of the polyolefin Can be done. The term “polyethylene” means a predominantly linear polyethylene material, preferably having a molecular weight greater than 1 million, wherein the polyethylene material comprises a small amount of chain branches or no more than 5 modified units per 100 main chain carbon atoms. It may also contain comonomers, and may also contain up to about 50 weight percent of one or more polymer additives (eg, alkene-1-polymers, particularly low density polyethylene, propylene, etc.) or low molecular weight additives (eg, common Antioxidants, lubricants, UV blockers, colorants, etc.) incorporated into the polyethylene material. Such polyethylene is commonly known as extended chain polyethylene (ECPE) or ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE). The preparation of polyethylene fibers is described in U.S. Pat. Nos. 4,478,083, 4,228,118, 4,276,348 and 4,344,908. It is handled by. High molecular weight linear polyolefin fibers are commercially available. The preparation of polyolefin fibers is addressed in US Pat. No. 4,457,985.
一部の好ましい実施形態において、ポリアゾールは、ポリアレナゾール(polyarenazole)(例えば、ポリベンザゾール(polybenzazole)およびポリピリダゾール(polypyridazole))である。好適なポリアゾールとしては、ホモポリマーが挙げられ、さらにまたコポリマーも挙げられる。ポリアゾールと共に添加剤が使用され得、10重量%ほどまでの他のポリマー材料がポリアゾールとブレンドされ得る。また、ポリアゾールのモノマーの代わりに10パーセント以上ほどの他のモノマーを有するコポリマーも使用され得る。好適なポリアゾールホモポリマーおよびコポリマーは、知られている手順(例えば、米国特許第4,533,693号明細書、同第4,703,103号明細書、同第5,089,591号明細書、同第4,772,678号明細書、同第4,847,350号明細書、および同第5,276,128号明細書に記載されている手順またはそれらから導き出される手順)によって作製され得る。 In some preferred embodiments, the polyazole is a polyareneazole (eg, polybenzazole and polypyridazole). Suitable polyazoles include homopolymers and also copolymers. Additives can be used with the polyazole, and up to as much as 10% by weight of other polymeric materials can be blended with the polyazole. Copolymers having as much as 10 percent or more other monomers instead of polyazole monomers may also be used. Suitable polyazole homopolymers and copolymers are known procedures (eg, US Pat. Nos. 4,533,693, 4,703,103, 5,089,591). , 4,772,678, 4,847,350, and 5,276,128, or procedures derived therefrom). Can be done.
好ましいポリベンザゾールとしては、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾチアゾール、およびポリベンゾオキサゾール、より好ましくは、1デニール当たり30グラム(gpd)以上の糸テナシティを有する繊維を形成し得るようなポリマーが挙げられる。一部の実施形態において、ポリベンザゾールがポリベンゾチオアゾール(polybenzothioazole)である場合、好ましくは、それはポリ(p−フェニレンベンゾビスチアゾール)である。一部の実施形態において、ポリベンザゾールがポリベンゾオキサゾールである場合、好ましくは、それはポリ(p−フェニレンベンゾビスオキサゾール)、より好ましくはPBOと呼ばれるポリ(p−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール)である。 Preferred polybenzazoles include polybenzimidazole, polybenzothiazole, and polybenzoxazole, and more preferably polymers that can form fibers having a yarn tenacity of 30 grams per denier (gpd) or more. In some embodiments, when the polybenzazole is polybenzothioazole, preferably it is poly (p-phenylenebenzobisthiazole). In some embodiments, when the polybenzazole is polybenzoxazole, preferably it is poly (p-phenylenebenzobisoxazole), more preferably poly (p-phenylene-2,6-benzobis) called PBO. Oxazole).
好ましいポリピリダゾールとしては、ポリピリドイミダゾール、ポリピリドチアゾール、およびポリピリドオキサゾール、より好ましくは30gpd以上の糸テナシティを有する繊維を形成し得るようなポリマーが挙げられる。一部の実施形態において、好ましいポリピリダゾールは、ポリピリドビスアゾールである。1つの好ましいポリ(ピリドビスオザゾール)(poly(pyridobisozazole))は、PIPDと呼ばれるポリ(1,4−(2,5−ジヒドロキシ)フェニレン−2,6−ピリド[2,3−d:5,6−d’]ビスイミダゾールである。好適なポリピリダゾール(ポリピリドビスアゾールを含む)は、知られている手順(例えば、米国特許第5,674,969号明細書に記載されている手順)によって作製され得る。 Preferred polypyridazoles include polypyridoimidazole, polypyridothiazole, and polypyridooxazole, more preferably polymers that can form fibers having a thread tenacity of 30 gpd or more. In some embodiments, the preferred polypyridazole is polypyridobisazole. One preferred poly (pyridobisazolole) is a poly (1,4- (2,5-dihydroxy) phenylene-2,6-pyrido [2,3-d: 5] called PIPD. , 6-d '] bisimidazoles Suitable polypyridazoles (including polypyridobisazoles) are described in known procedures (eg, as described in US Pat. No. 5,674,969). Procedure).
本明細書で使用される場合、用語「ポリエステル」は、反復単位の少なくとも85%がエステル単位の形成によって結合が生成されたジカルボン酸とジヒドロキシアルコールとの縮合物であるポリマーを包含するように意図される。これには、芳香族、脂肪族、飽和、および不飽和の二酸およびジアルコールが含まれる。本明細書で使用される場合、用語「ポリエステル」は、コポリマー(例えば、ブロック、グラフト、ランダムおよび交互コポリマー)、ブレンド、およびそれらの変性物も包含する。一部の実施形態において、好ましいポリエステルには、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)、および液晶ポリエステルが含まれる。ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)は、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリ(エチレングリコール)、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸などを含めた種々のコモノマーを含み得る。これらのコモノマーに加えて、トリメシン酸、ピロメリト酸、トリメチロールプロパンおよびトリメチロロエタン(trimethyloloethane)、ならびにペンタエリスリトールのような分岐剤が使用され得る。ポリ(エチレンテレフタレート)は、知られている重合技術によって、テレフタル酸またはその低級アルキルエステル(例えば、ジメチルテレフタレート)のいずれかおよびエチレングリコールまたはこれらのブレンドもしくは混合物から得られ得る。別の潜在的に有用なポリエステルは、ポリ(エチレンナフタレート)(PEN)である。PENは、知られている重合技術によって、2,6 ナフタレンジカルボン酸およびエチレングリコールから得られ得る。 As used herein, the term “polyester” is intended to encompass a polymer in which at least 85% of the repeating units are a condensate of a dicarboxylic acid and a dihydroxy alcohol in which a bond is formed by formation of an ester unit. Is done. This includes aromatic, aliphatic, saturated, and unsaturated diacids and dialcohols. As used herein, the term “polyester” also encompasses copolymers (eg, block, graft, random and alternating copolymers), blends, and modifications thereof. In some embodiments, preferred polyesters include poly (ethylene terephthalate), poly (ethylene naphthalate), and liquid crystalline polyester. Poly (ethylene terephthalate) (PET) can include various comonomers including diethylene glycol, cyclohexanedimethanol, poly (ethylene glycol), glutaric acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid, and the like. In addition to these comonomers, branching agents such as trimesic acid, pyromellitic acid, trimethylolpropane and trimethyloethane, and pentaerythritol can be used. Poly (ethylene terephthalate) can be obtained from any of terephthalic acid or its lower alkyl esters (eg, dimethyl terephthalate) and ethylene glycol or blends or mixtures thereof by known polymerization techniques. Another potentially useful polyester is poly (ethylene naphthalate) (PEN). PEN can be obtained from 2,6 naphthalenedicarboxylic acid and ethylene glycol by known polymerization techniques.
液晶ポリエステルもまた、本発明で使用され得る。本明細書において「液晶ポリエステル」(liquid crystalline polyester:LCP)とは、米国特許第4,118,372号明細書に記載されるようなTOT試験またはその任意の妥当な変形を用いて試験された場合に異方性であるポリエステルを意味する。液晶ポリエステルの1つの好ましい形態は、「全芳香族」であり、すなわち、(エステル基などの結合基を除いて)ポリマー主鎖中の基は全てが芳香族であるが、芳香族でない側基は存在し得る。 Liquid crystalline polyesters can also be used in the present invention. As used herein, “liquid crystal polyester (LCP)” was tested using the TOT test or any reasonable variation thereof as described in US Pat. No. 4,118,372. In this case, it means a polyester that is anisotropic. One preferred form of liquid crystalline polyester is “totally aromatic”, ie, all groups in the polymer backbone (except for linking groups such as ester groups) are aromatic but are not aromatic. Can exist.
E−ガラスは、市販の低アルカリガラスである。1つの典型的な組成は、54重量%のSiO2、14重量%のAl2O3、22重量%のCaO/MgO、10重量%のB2O3および2重量%未満のNa2O/K2Oからなる。一部の他の材料もまた、不純物レベルで存在し得る。 E-glass is a commercially available low alkali glass. One typical composition is 54% by weight SiO 2 , 14% by weight Al 2 O 3 , 22% by weight CaO / MgO, 10% by weight B 2 O 3 and less than 2% by weight Na 2 O / It consists of K 2 O. Some other materials may also be present at the impurity level.
S−ガラスは、市販のマグネシア−アルミナ−ケイ酸塩ガラスである。この組成物は、E−ガラスよりも剛性が高く、強く、高価であり、ポリマーマトリックス複合材料中で一般的に使用されている。 S-glass is a commercially available magnesia-alumina-silicate glass. This composition is stiffer, stronger and more expensive than E-glass and is commonly used in polymer matrix composites.
炭素繊維は市販されており、当業者にはよく知られている。一部の実施形態において、これらの繊維は、直径が約0.005〜0.010mmであり、主として炭素原子からなる。 Carbon fibers are commercially available and are well known to those skilled in the art. In some embodiments, these fibers have a diameter of about 0.005-0.010 mm and consist primarily of carbon atoms.
セルロース系繊維は、セルロースエステル(ホルメートおよびアセテート)の液晶溶液を紡糸し、次に鹸化して再生セルロース系繊維を生成することにより作製され得る。 Cellulosic fibers can be made by spinning a liquid crystal solution of cellulose esters (formate and acetate) and then saponifying to produce regenerated cellulosic fibers.
エラストマー
本明細書で使用される場合、用語「ゴム」および「エラストマー」は、別段の規定がない限り、相互交換可能に使用され得る。用語「ゴム組成物」、「配合ゴム」および「ゴム配合物」は、「種々の成分および材料とブレンドまたは混合されたゴム」をいうために相互交換可能に使用され得、このような用語は、ゴム混合またはゴム配合技術分野の当業者にはよく知られている。用語「硬化させる」および「加硫させる」は、別段の規定がない限り、相互交換可能に使用され得る。本発明の記載において、用語「phr」は、ゴム(すなわち、エラストマー)100重量部当たりのそれぞれの材料の部数をいう。
Elastomer As used herein, the terms “rubber” and “elastomer” may be used interchangeably unless otherwise specified. The terms “rubber composition”, “compound rubber” and “rubber blend” may be used interchangeably to refer to “rubber blended or mixed with various ingredients and materials”, such terms being Well known to those skilled in the art of rubber mixing or rubber compounding. The terms “cured” and “vulcanized” can be used interchangeably unless otherwise specified. In the description of the present invention, the term “phr” refers to the number of parts of each material per 100 parts by weight of rubber (ie, elastomer).
本発明のエラストマーには、天然ゴム、合成天然ゴムおよび合成ゴムの両方が含まれる。合成ゴム配合物は、一般的な有機溶媒によって溶解される任意のものであり得、数ある中で特に、ポリクロロプレンおよび硫黄変性クロロプレン、炭化水素ゴム、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、スチレンブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、フルオロエラストマー、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブチルおよびハロブチルゴムなどが挙げられ得る。天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリイソプレンゴムおよびポリブタジエンゴムが好ましい。ゴムの混合物もまた利用され得る。 The elastomers of the present invention include both natural rubber, synthetic natural rubber and synthetic rubber. Synthetic rubber formulations can be any that are dissolved by common organic solvents, among others, polychloroprene and sulfur modified chloroprene, hydrocarbon rubber, butadiene-acrylonitrile copolymer, styrene butadiene rubber, chlorosulfone. There may be mentioned fluorinated polyethylene, fluoroelastomer, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, butyl and halobutyl rubber. Natural rubber, styrene butadiene rubber, polyisoprene rubber and polybutadiene rubber are preferred. A mixture of rubbers may also be utilized.
タイヤの製造
一部の態様において、本発明は、本明細書に記載される複合オーバーレイを製造するための方法に関し、当該方法は、エラストマーと補強用短繊維との混合物を圧延または押出しすることにより1つ以上の層を製造する工程を1つの工程として含む。当該方法は、エラストマー中の短繊維の層の複数を統合する工程をさらに含み得る。異なる層は、同じ繊維配向を有していても有していなくてもよい。そのような複合層を圧延、押出しおよび統合する方法は、当業者にはよく知られており、後述される。オーバーレイは、当業者によく知られている手段によって形成され得る。
In some embodiments, the present invention relates to a method for manufacturing a composite overlay as described herein, the method comprising rolling or extruding a mixture of elastomer and reinforcing short fibers. A step of manufacturing one or more layers is included as one step. The method may further comprise the step of integrating a plurality of layers of short fibers in the elastomer. Different layers may or may not have the same fiber orientation. Methods for rolling, extruding and integrating such composite layers are well known to those skilled in the art and are described below. The overlay can be formed by means well known to those skilled in the art.
繊維の整列は、いくつかのよく知られている方法によって達成され得る。1つの方法は、エラストマーを配合するための原料(ポリマー、繊維、および他の添加剤)の高剪断混合、それに続くロール練りおよび/または圧延を含む。高剪断混合は、繊維および他の添加剤がエラストマー中に均一に分散されることを確実にする。この段階において、エラストマー内の繊維は、無作為に配向させられている。配合プロセスの第1段階は、ポリマーの素練りまたは分解を含む。天然ゴムは開放形練りロール機で分解され得るが、逆回転羽根を有する高剪断ミキサー(例えば、BanburyまたはShawミキサー)を用いることがより一般的なやり方である。場合によっては、別個の予備素練り工程が使用され得る。合成ゴムについては、配合物がポリマーブレンドを含有する場合にのみ、予備素練りが必要である。この後に、成分のほとんどがゴムに組み込まれた時点でのマスターバッチングが続く。これは、ゴム中の完全かつ均一な成分の分散を確実にする。混合プロセスの間は、温度を可能な限り低く保つことが重要である。この工程で含まれない成分は、硬化系を構成するものである。これらは通常最後の工程において、普通はより低い温度で添加される。 Fiber alignment can be achieved by several well-known methods. One method involves high shear mixing of raw materials (polymers, fibers, and other additives) to compound the elastomer, followed by roll milling and / or rolling. High shear mixing ensures that the fibers and other additives are uniformly dispersed in the elastomer. At this stage, the fibers within the elastomer are randomly oriented. The first stage of the compounding process involves polymer mastication or degradation. Natural rubber can be broken down in an open kneading roll, but the more common practice is to use a high shear mixer (eg, a Banbury or Shaw mixer) with counter rotating blades. In some cases, a separate preliminary mastication step can be used. For synthetic rubbers, preliminary mastication is necessary only if the formulation contains a polymer blend. This is followed by masterbatching when most of the ingredients are incorporated into the rubber. This ensures a complete and uniform distribution of the components in the rubber. It is important to keep the temperature as low as possible during the mixing process. Components not included in this step constitute a curing system. These are usually added in the last step, usually at a lower temperature.
典型的な混合プロセスの例は、次のとおりである。これは、ネオプレン型ゴム中へのエラストマー中に分散されたKevlar(登録商標)パルプ(Kevlar(登録商標)Engineered Elastomer(Kevlar(登録商標)EE))の2段階混合についてである。 An example of a typical mixing process is as follows. This is for a two-stage mixing of Kevlar® pulp (Kevlar® Engineered Elastomer (Kevlar® EE)) dispersed in an elastomer into a neoprene-type rubber.
第1段階
ネオプレンの半分、次いでKevlar(登録商標)EE、最後に残りのネオプレンおよび酸化マグネシウムを、混合しながら逐次添加する。1〜1.5分間、効果的に混合する。(もしあれば)ばら繊維を添加する。少なくとも30秒混合する。充填剤、可塑剤、酸化防止剤および他の添加剤を添加する。所望の温度を達成するために必要に応じてミキサー速度を高め、繊維の良好な分散が得られるまで混合を続ける。105〜110℃を超えない排出温度(dumping temperature)で第1段階配合物を分出しし、冷却させる。
First Stage Half of the neoprene, then Kevlar® EE, and finally the remaining neoprene and magnesium oxide are added sequentially with mixing. Mix effectively for 1-1.5 minutes. Add loose fibers (if any). Mix for at least 30 seconds. Add fillers, plasticizers, antioxidants and other additives. Increase the mixer speed as necessary to achieve the desired temperature and continue mixing until a good dispersion of the fibers is obtained. The first stage formulation is dispensed and cooled at a dumping temperature not exceeding 105-110 ° C.
第2段階
冷却された第1段階の半分、続いて酸化亜鉛、硬化剤および第1パス混合物の残りを逐次添加する。100〜105℃で分出しロール機中に空ける。
Second Stage Sequentially add half of the cooled first stage followed by zinc oxide, hardener and the remainder of the first pass mixture. Empty in a dispensing roll at 100-105 ° C.
エラストマー配合についてのさらなる情報は、The Vanderbilt Rubber Handbook,Thirteenth Edition,published by R.T.Vanderbilt Company Inc.,Norwalk,CTの第496〜507頁、ならびに米国特許第5,331,053号明細書;同第5,391,623号明細書;同第5,480,941号明細書および同第5,830,395号明細書に含まれている。 More information about elastomer formulations can be found in The Vanderbilt Rubber Handbook, Thirteenth Edition, published by R.C. T. T. et al. Vanderbilt Company Inc. , Norwalk, CT, pages 496-507, and US Pat. Nos. 5,331,053; 5,391,623; 5,480,941 and 5, 830,395.
一部の状況のもとでは、成分の混合は、ロール練りによっても達成され得る。繊維の整列は、熱および圧力下で行われる圧延および/または分出しプロセスの間に達成される。カレンダーは、ゴム配合物を薄いシートへと絞る、1組の複数の大直径ロールである。 Under some circumstances, mixing of the ingredients can also be accomplished by roll milling. Fiber alignment is achieved during the rolling and / or dispensing process performed under heat and pressure. A calender is a set of multiple large diameter rolls that squeeze a rubber compound into thin sheets.
別のアプローチは、単一のプロセスにおいて原料が混合されシートへと押出しされる押出プロセスを使用することである。押出機は、スクリューおよびバレル、スクリュー駆動装置、ヒーターならびにダイからなる。押出機は、配合物に熱および圧力を印加する。押出ダイチャネルの設計および形状寸法の適切な選択により、それぞれオーバーレイ中の円周方向、子午線方向および半径方向に対応する、押出物内のX方向、Y方向、またはZ方向に、繊維が整列させられ得る。先細ダイにおいてはダイ出口に向かってチャネル厚さが低減し、その結果繊維は縦方向(押出しされたシートの平面内の円周方向)に整列させられる。ダイ集成体へのじゃま板の挿入は、押出しされたシートの平面内で横方向(子午線方向)に整列した繊維を結果としてもたらすであろう。チャネル開口部の厚さがダイの出口面に向かって増大するダイ設計は、押し出されたシートの平面に対して垂直な繊維配向(半径方向)を与えるであろう。タイヤトレッドについては、ダイ断面プロファイルは、所望のトレッド設計に適合され、トレッドは、単一の部分からなるものとして押し出され得る。そのようなトレッドにおいては、全ての繊維が、選択されたダイによって支配される方向に整列させられる。異なる繊維配向がトレッドを横切る異なる部分または区域で望まれる場合は、その時は、複数のダイヘッドが必要とされ、各ダイは、その区域に適した所望の繊維配向を与えるように選択される。 Another approach is to use an extrusion process where the ingredients are mixed and extruded into sheets in a single process. The extruder consists of a screw and barrel, a screw drive, a heater and a die. The extruder applies heat and pressure to the blend. By proper selection of the extrusion die channel design and geometry, the fibers are aligned in the X, Y, or Z direction in the extrudate, corresponding to the circumferential, meridian and radial directions in the overlay, respectively. Can be. In a tapered die, the channel thickness decreases towards the die exit, so that the fibers are aligned in the machine direction (circumferential direction in the plane of the extruded sheet). Inserting the baffle into the die assembly will result in fibers that are aligned laterally (in the meridian direction) in the plane of the extruded sheet. A die design in which the thickness of the channel opening increases towards the exit face of the die will give a fiber orientation (radial) perpendicular to the plane of the extruded sheet. For tire treads, the die cross-sectional profile is tailored to the desired tread design and the tread can be extruded as a single piece. In such a tread, all fibers are aligned in the direction governed by the selected die. If different fiber orientations are desired at different portions or areas across the tread, then multiple die heads are required, and each die is selected to provide the desired fiber orientation suitable for that area.
タイヤ製造においては3つの主要な段階、すなわち、構成要素組立、プレス、および硬化が存在する。構成要素組立においては、ドラムまたはシリンダーが、その上に種々の構成要素が載せられる道具として使用される。組立の間に、種々の構成要素は、接合(spliced)されるか接着剤で接着される。タイヤ構成要素のレイアップについての典型的な順序は、まずゴムシートインナーライナーを位置決めすることである。そのようなライナーは、低空気透過性を結果としてもたらす添加剤を加えて配合される。これにより、タイヤ内の空気をシールすることが可能になる。第2の構成要素は、ゴムおよび接着促進剤がコーティングされた圧延ボディプライファブリックまたはコードの層である。1つまたは複数のボディプライは、ドラムにおいて下に折り返される。鋼ビードが適用され、ライナープライが上に折り返されてそれによりビードを包む。ビードゴムは、強度および靭性を最大化するための添加剤を含む。次に、アペックスが位置決めされる。アペックスは、ビードと噛み合って堅いビードと柔らかいインナーライナーおよびボディプライの集成体との間にクッションを提供する三角形の押出形材である。この後に、一対のチェーファーストリップおよびサイドウォールが続く。これらは、タイヤをリム上に装着した時に摩損に耐えるものである。次いでドラムは縮められ、第1段階集成体は、第2の構成要素組立段階への準備が整った状態となる。 There are three major stages in tire manufacturing: component assembly, pressing, and curing. In component assembly, a drum or cylinder is used as a tool on which various components are placed. During assembly, the various components are spliced or glued together. A typical sequence for laying up tire components is to first position the rubber sheet inner liner. Such liners are formulated with additives that result in low air permeability. Thereby, it becomes possible to seal the air in a tire. The second component is a layer of rolled body ply fabric or cord coated with rubber and adhesion promoter. One or more body plies are folded down on the drum. A steel bead is applied and the liner ply is folded back, thereby wrapping the bead. The bead rubber includes additives to maximize strength and toughness. Next, the apex is positioned. Apex is a triangular extruded profile that meshes with the bead to provide a cushion between the rigid bead and the soft inner liner and body ply assembly. This is followed by a pair of chafer strips and sidewalls. These are resistant to wear when the tire is mounted on the rim. The drum is then shrunk and the first stage assembly is ready for the second component assembly stage.
第2段階の組立ては、鋼リング上に装着された膨張可能ブラダー上で行われる。未加硫の第1段階集成体が、リングの上に取り付けられ、ブラダーがそれをベルトガイド集成体まで膨張させる。次いで、耐パンク性を付与するための鋼ベルトが所定の位置に設置される。このベルトは、ゴム層、密接に間隔をおいて設けられた鋼コードの層、および第2のゴム層からなる圧延されたシートである。鋼コードは、ラジアルタイヤ構成においては放射状に、そしてバイアスタイヤ構成においては対向する角度で配向させられる。乗用車タイヤは、通常、2つまたは3つのベルトを用いて作製される。オーバーレイは一番上のベルトの上に適用される。本明細書に記載される複合オーバーレイについては、配向させられた繊維を含有する短繊維エラストマーストリップ構成要素および連続フィラメントコード構成要素は、例えば図3〜5のとおり、所望の場所に位置決めされる。エラストマー中に繊維を整列させるための技術は、混合/配合工程の間に剪断条件を発生させる方法である。そのような方法には、練り、圧延、射出成型および押出が含まれる。これらの技術の例は、米国特許第6,106,752号明細書(射出成型);同第6,899,782号明細書(押出)および同第7,005,022号明細書(押出およびニードリング(needling))において見出され得る。 The second stage of assembly takes place on an inflatable bladder mounted on a steel ring. An unvulcanized first stage assembly is mounted on the ring and a bladder expands it to the belt guide assembly. Next, a steel belt for imparting puncture resistance is installed at a predetermined position. The belt is a rolled sheet consisting of a rubber layer, a closely spaced steel cord layer, and a second rubber layer. The steel cords are oriented radially in radial tire configurations and at opposing angles in bias tire configurations. Passenger car tires are usually made using two or three belts. The overlay is applied over the top belt. For the composite overlay described herein, the short fiber elastomer strip component and the continuous filament cord component containing oriented fibers are positioned at a desired location, for example as shown in FIGS. A technique for aligning fibers in an elastomer is a method of generating shear conditions during the mixing / compounding process. Such methods include kneading, rolling, injection molding and extrusion. Examples of these techniques are US Pat. Nos. 6,106,752 (injection molding); 6,899,782 (extrusion) and 7,005,022 (extrusion and Can be found in needling.
次いで、最終構成要素であるサブトレッド層およびトレッドブロック層のトレッドゴム形材が適用される。トレッド集成体はそれをベルトに統合するためにローラー掛けされ、次いで完成集成体(グリーンカバー)が機械から取り外される。多くのより高い性能のタイヤは、鋼ベルトによる機械的摩耗からトレッドを隔離するために、ベルトパッケージとトレッドとの間に、任意選択の押出しされたクッション構成要素を含む。所望される場合は、タイヤ構築プロセスは自動化され得、いくつもの組立ポイントに沿って各構成要素が別個に適用される。レイアップに続いて、集成体は、全ての構成要素を統合して最終タイヤ寸法に非常に近い形にするためにプレスされる。 Next, the tread rubber profile of the sub-tread layer and the tread block layer, which are the final components, is applied. The tread assembly is rollered to integrate it into the belt, and then the finished assembly (green cover) is removed from the machine. Many higher performance tires include an optional extruded cushion component between the belt package and the tread to isolate the tread from mechanical wear by the steel belt. If desired, the tire building process can be automated, with each component applied separately along a number of assembly points. Following layup, the assembly is pressed to integrate all components into a shape that is very close to the final tire dimensions.
最終タイヤ形状へのエラストマーの硬化または加硫は、熱金型内で行われる。この金型には、タイヤトレッドパターンが彫り込まれている。未加硫タイヤ集成体は下側の金型ビードシート上に設置され、ゴムブラダーが未加硫タイヤ中に挿入され、ブラダーが約25kgf/cm2の圧力まで膨張する間、金型は閉鎖されている。これによって未加硫タイヤが金型中に流入し、トレッドパターンを帯びる。ブラダーには、再循環する熱移動媒体(例えば、蒸気、熱水または不活性ガス)が充填される。硬化温度および硬化時間は、異なるタイヤの種類およびエラストマー調合物について変化するものであるが、典型的な値は、硬化温度が摂氏約150〜180度で、硬化時間が約12〜25分である。大型タイヤについては、硬化時間ははるかにより長くなり得る。硬化の終了時に圧力が完全に抜かれ、金型が開放され、金型からタイヤが取り外される。タイヤは、タイヤが冷却する間タイヤを十分に膨張させた状態に保つ後硬化インフレーター(post−cure inflator)上に設置され得る。 Curing or vulcanization of the elastomer to the final tire shape takes place in a hot mold. The mold is engraved with a tire tread pattern. The unvulcanized tire assembly is placed on the lower mold bead sheet, the mold is closed while the rubber bladder is inserted into the unvulcanized tire and the bladder expands to a pressure of about 25 kgf / cm 2. Yes. As a result, the unvulcanized tire flows into the mold and assumes a tread pattern. The bladder is filled with a recirculating heat transfer medium (eg, steam, hot water or an inert gas). Cure temperatures and cure times will vary for different tire types and elastomer formulations, but typical values are cure temperatures of about 150-180 degrees Celsius and cure times of about 12-25 minutes. . For large tires, the cure time can be much longer. At the end of curing, the pressure is completely released, the mold is opened, and the tire is removed from the mold. The tire can be placed on a post-cure inflator that keeps the tire fully inflated while the tire cools.
本発明を以下の実施例によって例示する。以下の実施例は、例示となるように設計されているものであり、本質的に、限定するように設計されているものではない。以下の実施例において、全ての部、割合、および百分率は、別段の指示がない限り重量による。 The invention is illustrated by the following examples. The following examples are designed to be illustrative and are not intended to be limiting in nature. In the following examples, all parts, proportions and percentages are by weight unless otherwise indicated.
組成および寸法の両方において同一である試験体を、オーバーレイ組成物および構造物を代表するために使用した。従来タイヤの構成においては、異なる組成がこの構成要素部分のために使用され得る。 Specimens that were identical in both composition and dimensions were used to represent overlay compositions and structures. In conventional tire configurations, different compositions can be used for this component part.
上に記載したものと同様のゴム配合物を全ての実施例において使用した。このゴムで、練りおよび圧延によってシートを形成した。 Rubber formulations similar to those described above were used in all examples. With this rubber, a sheet was formed by kneading and rolling.
比較例A
本実施例において、1インチ当たり32本の経糸(1cm当たりおよそ13本の経糸)でナイロン66の連続フィラメントコードを含むゴムシートを、配合ゴムストリップに組み込んだ。このストリップを、インナーライナー、カーカスおよびベルト構成要素を所定の位置に有するタイヤを模倣した円筒形成形ゴム複合材料の上に設置した。マンドレル上でこれらの構成要素を組み立て、熱および圧力下でゴムを硬化させて、タイヤを代表する硬化ゴムシリンダーを得た。
Comparative Example A
In this example, a rubber sheet containing nylon 66 continuous filament cord at 32 warps per inch (approximately 13 warps per cm) was incorporated into a compounded rubber strip. The strip was placed on a cylinder-forming rubber composite that mimics a tire with inner liner, carcass and belt components in place. These components were assembled on a mandrel and the rubber was cured under heat and pressure to obtain a cured rubber cylinder representative of the tire.
実施例1
実施例1は、ショルダーに比較例Aのナイロンコードを含みかつ中央にアラミド短繊維(Kevlar EE(登録商標))を含むタイヤオーバーレイを模擬したものである。
Example 1
Example 1 simulates a tire overlay including the nylon cord of Comparative Example A on the shoulder and an aramid short fiber (Kevlar EE (registered trademark)) in the center.
使用したKevlar EE(登録商標)は、DuPontから市販されているマージ1F722であり、これを、ゴム100部当たり3部のレベルで使用した。ゴムの組成は、比較例Aについてと同じであった。この繊維を、Kevlar(登録商標)Engineered Elastomer Processing Guideにおいて2パス混合(two pass mix)について記載されたものと同様の方法によってゴム配合物に組み込んだ。次いで、繊維を含有するこの配合物を、繊維を整列させるために練り、これでシートを形成した。円筒形金型マンドレルの上に、比較例Aの2つの第2のシートストリップ(両端に各1つのストリップ)を設置した。配合されたKevlar EE(登録商標)エラストマーを含む第1のストリップを、マンドレルの中央部分の周りに設置した。次いで、熱および圧力下でゴムを硬化させて、5.25インチ(133.3mm)の内径および0.1875インチ(4.76mm)の厚さを有する硬化ゴムシリンダーを得た。Kevlar(登録商標)EE中の繊維は、フープ方向に整列させた。 The Kevlar EE® used was Merge 1F722 commercially available from DuPont, which was used at a level of 3 parts per 100 parts rubber. The rubber composition was the same as for Comparative Example A. This fiber was incorporated into a rubber compound by a method similar to that described for two pass mixing in the Kevlar® Engineered Elastomer Processing Guide. This formulation containing the fibers was then kneaded to align the fibers, thereby forming a sheet. Two second sheet strips of Comparative Example A (one strip at each end) were placed on a cylindrical mold mandrel. A first strip containing the compounded Kevlar EE® elastomer was placed around the central portion of the mandrel. The rubber was then cured under heat and pressure to yield a cured rubber cylinder having an inner diameter of 5.25 inches (133.3 mm) and a thickness of 0.1875 inches (4.76 mm). The fibers in Kevlar® EE were aligned in the hoop direction.
実施例2
実施例2は、オーバーレイ全体がアラミド短繊維およびゴムを含むタイヤオーバーレイを模擬したものである。Kevlar EE(登録商標)エラストマーおよびゴム材料は、実施例1についてと同じであった。
Example 2
Example 2 simulates a tire overlay in which the entire overlay includes aramid short fibers and rubber. The Kevlar EE® elastomer and rubber material were the same as for Example 1.
タイヤから発せられる騒音を模擬するための上記の試料の試験は、比較例Aの設計と比較した場合の実施例1および2の設計による著しい騒音低減を実証するであろう。 The above test of the sample to simulate the noise emanating from the tire will demonstrate significant noise reduction with the design of Examples 1 and 2 when compared to the design of Comparative Example A.
Claims (14)
(i)前記オーバーレイのショルダー部分は、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、前記補強用短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ前記繊維は、前記オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、前記配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
(ii)前記タイヤのクラウン中のオーバーレイの部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、前記コードは、前記タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤ。 A tire including an overlay ply,
(I) The shoulder portion of the overlay includes an elastomer and a polymer or non-polymer reinforcing short fiber present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer, wherein the reinforcing short fiber is 1 dtex. Having a tenacity of at least 2 grams per d, a modulus of at least 10 grams per dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are aligned substantially parallel to each other at a controlled orientation angle in the overlay And the orientation is selected such that it will reduce tire noise, and (ii) the portion of the overlay in the crown of the tire is a cord of continuous filament polymer fibers or continuous metal strands or combinations thereof The cord is circumferential around the tire Are aligned to,
tire.
(i)前記タイヤのクラウン部分中の前記オーバーレイは、エラストマーとエラストマー100部当たり0.1〜10部の繊維の量で存在するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維とを含み、前記補強用短繊維は、1dtex当たり少なくとも2グラムのテナシティ、1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスおよび0.1〜8mmの長さを有し、かつ前記繊維は、前記オーバーレイ内において制御された配向角度で互いに実質的に平行に整列させられ、前記配向は、それがタイヤ騒音を減少させることとなるように選択され、そして
(ii)前記タイヤの前記オーバーレイのショルダー部分は、連続フィラメントポリマー繊維または連続金属ストランドまたはそれらの組み合わせのコードを含み、前記コードは、前記タイヤの周りに円周方向に整列させられている、
タイヤ。 A tire including an overlay,
(I) the overlay in the crown portion of the tire comprises an elastomer and short fibers for reinforcement of polymer or non-polymer present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer; The fibers have a tenacity of at least 2 grams per dtex, a modulus of at least 10 grams per dtex, and a length of 0.1-8 mm, and the fibers are substantially one another with a controlled orientation angle in the overlay. Aligned in parallel, the orientation is selected so that it will reduce tire noise, and (ii) the shoulder portion of the overlay of the tire is a continuous filament polymer fiber or a continuous metal strand or their A cord of the combination, wherein the cord is the tire Are aligned circumferentially around,
tire.
タイヤ。 A tire comprising an overlay ply free of continuous filament polymer fibers or continuous metal strands, wherein the overlay is present in an amount of 0.1 to 10 parts of fiber per 100 parts of elastomer and elastomer. Short fibers having a tenacity of at least 2 grams per dtex, a modulus of at least 10 grams per dtex and a length of 0.1-8 mm, and the fibers were controlled in an overlay Aligned substantially parallel to each other at an orientation angle, the orientation being selected such that it will reduce tire noise;
tire.
(a)前記騒音を引き起こしている機構を特定する工程と、
(b)タイヤオーバーレイ用にエラストマー配合物を供給する工程と、
(c)前記エラストマー配合物中に、工程(a)で特定された前記機構に基づいてタイヤ騒音を低減するように適合された配向を有するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維を導入する工程と
を含む、方法。 A method for reducing noise caused by a tire shoulder,
(A) identifying the mechanism causing the noise;
(B) supplying an elastomer compound for tire overlay;
(C) introducing into the elastomer blend a polymer or non-polymer reinforcing short fiber having an orientation adapted to reduce tire noise based on the mechanism identified in step (a); Including a method.
(a)前記騒音を引き起こしている機構を特定する工程と、
(b)タイヤオーバーレイのクラウン用にエラストマー配合物を供給する工程と、
(c)前記エラストマー配合物中に、工程(a)で特定された前記機構に基づいてタイヤ騒音を低減するように適合された配向を有するポリマーまたは非ポリマーの補強用短繊維を導入する工程と、
(d)タイヤオーバーレイのショルダー中に、工程(c)の前記クラウン配合物に隣接して配置される連続補強繊維を含むコードを導入する工程と
を含む、方法。 A method for reducing noise caused by a tire shoulder,
(A) identifying the mechanism causing the noise;
(B) supplying an elastomer compound for the crown of the tire overlay;
(C) introducing into the elastomer blend a polymer or non-polymer reinforcing short fiber having an orientation adapted to reduce tire noise based on the mechanism identified in step (a); ,
(D) introducing a cord comprising continuous reinforcing fibers disposed adjacent to the crown formulation of step (c) into a shoulder of the tire overlay.
エラストマーと前記エラストマー100重量部当たり0.1〜10部のポリマーまたは非ポリマー短繊維とを含み、前記繊維は、0.1〜8mmの長さ、1dtex当たり少なくとも6グラムのテナシティおよび1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスを有するものとして特徴付けられ、前記繊維の大部分は、タイヤの円周に対して実質的に平行であるかまたは直交する平面内で実質的に配向させられており、
前記方法は、
(a)ポリマーまたは非ポリマー短繊維、エラストマーおよび他の添加剤を含む未硬化エラストマーを、高剪断ミキサー、練りロール機または押出機において配合する工程と、
(b)前記未硬化エラストマーを、圧延または押出しして、前記繊維が所望の方向に整列させられている1つ以上の層またはシートにする工程と、
(c)ドラム上でタイヤ集成体の第1段階構成要素を順次組み立てる工程と、
(d)ブラダープレスツール上に順次、タイヤ集成体の第2段階構成要素を組み立てる工程であって、工程(b)の前記シートがオーバーレイのショルダー部分に設置されることを含む、工程と、
(e)前記タイヤ集成体を金型に入れ、熱および圧力によって前記エラストマー配合物を硬化させる工程と
を含む、方法。 A method for manufacturing a tire including a composite overlay, the composite overlay further comprising:
Comprising 0.1 to 10 parts of polymer or non-polymer short fibers per 100 parts by weight of the elastomer, the fibers being 0.1 to 8 mm long, at least 6 grams tenacity per dtex and at least 10 per dtex Characterized as having a gram modulus, the majority of the fibers being substantially oriented in a plane substantially parallel to or perpendicular to the circumference of the tire;
The method
(A) blending an uncured elastomer comprising polymer or non-polymer short fibers, elastomer and other additives in a high shear mixer, kneading roll machine or extruder;
(B) rolling or extruding the uncured elastomer into one or more layers or sheets in which the fibers are aligned in a desired direction;
(C) sequentially assembling the first stage components of the tire assembly on the drum;
(D) sequentially assembling a second stage component of the tire assembly on a bladder press tool, comprising the step (b) being placed on a shoulder portion of an overlay;
(E) placing the tire assembly in a mold and curing the elastomer blend by heat and pressure.
エラストマーと前記エラストマー100重量部当たり0.1〜8部のポリマーまたは非ポリマー短繊維とを含み、前記繊維は、0.1〜8mmの長さ、1dtex当たり少なくとも6グラムのテナシティおよび1dtex当たり少なくとも10グラムのモジュラスを有するものとして特徴付けられ、前記繊維の大部分は、タイヤの円周に対して実質的に平行であるかまたは直交する平面内で実質的に配向させられており、
前記方法は、
(a)短繊維、エラストマーおよび他の添加剤を含む未硬化エラストマーを、高剪断ミキサー、練りロール機または押出機において配合する工程と、
(b)前記未硬化エラストマーを、圧延または押出しして、前記繊維が所望の方向に整列させられている1つ以上の層またはシートにする工程と、
(c)ドラム上でタイヤ集成体の第1段階構成要素を順次組み立てる工程と、
(d)ブラダープレスツール上に順次、タイヤ集成体の第2段階構成要素を組み立てる工程であって、工程(b)の前記シートがオーバーレイのクラウン部分に設置されることを含む、工程と、
(e)前記タイヤ集成体を金型に入れ、熱および圧力によって前記エラストマー配合物を硬化させる工程と
を含む、方法。 A method for manufacturing a tire including a composite overlay, the composite overlay further comprising:
Comprising 0.1 to 8 parts polymer or non-polymer short fiber per 100 parts by weight of the elastomer, the fiber being 0.1 to 8 mm long, at least 6 grams tenacity per dtex and at least 10 per dtex Characterized as having a gram modulus, the majority of the fibers being substantially oriented in a plane substantially parallel to or perpendicular to the circumference of the tire;
The method
(A) blending an uncured elastomer containing short fibers, elastomer and other additives in a high shear mixer, kneading roll machine or extruder;
(B) rolling or extruding the uncured elastomer into one or more layers or sheets in which the fibers are aligned in a desired direction;
(C) sequentially assembling the first stage components of the tire assembly on the drum;
(D) sequentially assembling a second stage component of the tire assembly on a bladder press tool, the process comprising installing the sheet of step (b) on a crown portion of an overlay;
(E) placing the tire assembly in a mold and curing the elastomer blend by heat and pressure.
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